10。2,进出水流道10,2,2,有关试验研究表明。进水流道的设计、主要问题是要保证其出口流速和压力分布比较均匀,为此,要求进水流道型线平顺,各断面面积沿程变化均匀合理.且进口断面处流速宜控制不大于1。0m、s,以减小水力损失.为水泵运行提供良好的水流条件,5。有关试验资料表明 在水泵叶片安装角相同的情况下,无论是肘形进水流道或钟形进水流道.当进口上缘.顶板延长线与进口断面的延长线的交点,的淹没水深大于0,35m时、基本上未出现局部漩涡,当淹没水深在0.2m、0 3m时,流道进口水面产生时隐时现的漩涡,有时涡带还伸入流道进口内、但此时对水泵性能的影响并不大。机组仍能正常运行 当淹没水深在0,1m、0,18m时。进口水面漩涡出现频繁 当淹没水深为0 06m时。漩涡剧烈,并夹带大量空气进入流道.致使水泵运行不稳,噪声严重,因此,本标准规定进水流道进口上缘的最小淹没水深为0、5m。即应淹没在进水池最低运行水位以下至少0,5m.10、2、3.肘形进水流道是目前国内外采用最广泛的一种流道形式,如国内的两座大型轴流泵站,水泵叶轮直径分别为4。5m和4。0m 配套电动机功率分别为5000kW和6000kW.都是采用这种流道形式.经多年运行检验、情况良好,泵站肘形进水流道形状见图4 我国部分泵站肘形进水流道的设计成果 有些经过装置试验验证,见表12,表13。由表13可知。多数泵站肘形进水流道H。D、1。5 2。2 B、D.2 0、2,5、L.D。3、5。4、0、hk,D,0 8。1.0,R0.D。0,8 1,0.D为水泵叶轮直径。由于肘形进水流道是逐渐收缩的,流道内的水流状态较好、水力损失较小,但不足之处是其底面高程比水泵叶轮中心线高程低得较多 造成泵房底板高程较低,致使泵房地基开挖较深。需增加一定的工程投资 进水流道的进口段底面一般宜做成平底,为了抬高进水池和前池的底部高程、降低其两岸翼墙的高度,减少地基土石方开挖量和混凝土工程量,亦可将进水流道进口段底面向进口方向上翘,即做成斜坡面形式,根据我国部分泵站的工程实践 除有些泵站进水流道进口段底面做成平底外 多数泵站进水流道的进口段底面上翘采用7 11.见表13、因此、本标准规定进水流道进口段底面上翘角不宜大于12。关于进口段顶板仰角,我国多数泵站的进水流道采用20。28。也有个别泵站采用32。见表13 因此。本标准规定进水流道进口段顶板仰角不宜大于30、钟形进水流道也是一种较好的流道形式。根据国内采用钟形进水流道的泵站装置试验资料 与肘形进水流道相比、钟形进水流道的平面宽度较大 B,D值一般为2。5.2 8 而高度较小。H。D值一般为1。1,1 4。这样可提高泵房底板高程,减少泵房地基开挖深度、机组段间需填充的混凝土量也较少,因而可节省一定的工程量 泵站钟形进水流道形状见图5,图中.D1、D。0.97。H,D,1、1、1.4,B D。2,5.2,8 L,D大于3,5。DL D 1 4、hk。D,0、4,D为水泵叶轮直径。簸箕形进水流道降低了进水流道的高度 靠近叶轮处收缩量大.流道形状见图6 簸箕形进水流道的进口段尺寸与钟形进水流道比较接近,但对宽度的要求没有钟形进水流道那样严格,不易产生涡带。图6中标注的尺寸为美国国家标准ANSI.HI.9。8、2012 Rotodynamic、pumps、for。pump,intake,design,中推荐的,Stork.type。FSI、即簸箕形进水流道的吸水室尺寸,供设计参考。根据试验研究,簸箕形进水流道的宽度较肘形进水流道的大、是为了方便一部分水流绕至喇叭口两侧及后部进入喇叭管。但簸箕形进水流道宽度比钟形进水流道小、是因为流道内部不像钟形流道那样容易产生涡带 簸箕形进水流道的吸水室中宜设中隔板.一是为了泵站结构方面的需要,二是为了阻隔可能发生的水下涡带、中隔板的厚度对水流有一定的影响、但从防涡的角度来看 对中隔板的厚度没有特殊的要求.因此、在施工条件允许的情况下尽可能减薄,各种进水流道的主要尺寸需根据水泵的结构和外形尺寸。结合泵房布置确定 应用于小型泵站时。还应考虑施工的方便性。10,2、5、出水流道布置对泵站的装置效率影响较大、因此流道的型线变化应比较均匀,为了减少水力损失,出口流速应控制在1,5m.s以下,当出口装有拍门时、可控制在2 0m,s。如果水泵出水室出口处流速过大,宜在其后面直至出水流道出口设置扩散段,以降低流速,扩散段的当量扩散角不宜过大。一般取8,12,较为合适、4,由于大中型泵站机组功率较大.如出水流道的水力损失稍有增大,将使电能有较多的消耗、因此常将出水流道的出口上缘,顶板延长线与出口断面的延长线的交点。淹没在出水池最低运行水位以下0、3m,0,5m,7、当流道宽度较大时,为了减小出口拍门或快速闸门的跨度 常在流道中间设置隔水墩。有关试验资料表明。如果中隔墩布置不当,将影响分流效果、使出流分配不均匀.增加出水流道的水力损失。因此。中隔墩起点位置距水泵出水室宜远一点,待至水泵出流流速较均匀处再分隔为好,一般中隔墩起点位置与机组中心线距离不应小于水泵出口直径的2倍,10、2.6,泵站的断流方式主要有拍门断流.快速闸门断流 止回。蝶,阀断流、虹吸管配真空破坏阀断流等多种、应根据出水流道,管道,布置、出水池的水位变幅,水泵机型.泵站扬程等因素,经技术经济比较后确定、10、2.7 直管式出水流道进口与水泵出水室相连,然后沿水平方向或向上倾斜至出水池,为了便于机组启动和排除管内空气,在流道出口常采用拍门或快速闸门断流,并在门后管道较高处设置通气孔.以减少水流脉动压力 机组停机时还可向流道内补气、避免流道内产生负压,减少关闭拍门时的撞击力、改善流道和拍门的工作条件.10,2,8.虹吸式出水流道的进口与水泵出水室相连。出口淹没在出水池最低运行水位以下,中间较高部位为驼峰,并略高于出水池最高运行水位,在满足防洪要求的前提下、出口可不设快速闸门或拍门、在正常运行工况下 由于出水流道的虹吸作用 其顶部出现负压,停机时.需及时打开设在驼峰顶部的真空破坏阀 使空气进入流道而破坏真空,从而切断驼峰两侧的水流,防止出水池的水向水泵倒灌,使机组很快停稳 根据工程实践经验,驼峰顶部的真空度一般应限制在7m、8m水柱高 因此本标准规定驼峰顶部的真空度不应超过7,5m水柱高.驼峰断面的高度对该处的流速和压力分布均有影响。如果高度较大 断面处的上下压差就会很大,工程实践证明、在尽量减少局部水力损失的情况下。压低驼峰断面的高度是有好处的、一方面可加大驼峰顶部流速.使水流夹气能力增加,并可减小该断面处的上下压差 另一方面可减少驼峰顶部的存气量、便于及早形成虹吸和满管流,而且还可减小驼峰顶部的真空度.从而增大适应出水池水位变化的范围。因此驼峰处断面宜设计成扁平状、10.2。11。根据南水北调东线一期泵站工程的研究成果 灯泡贯流泵采用灯泡后置,竖井贯流泵采用竖井前置的效率比反过来布置要高,轴伸贯流泵的轴伸前置还是后置、差别不大,斜式布置的水泵,应用较多的是斜15,30,45,三种,
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